摘要:目的評估硫酸吲哚酚對紅細(xì)胞衰亡及其特征性改變的影響,進(jìn)一步探討其促進(jìn)腎性貧血發(fā)展的作用機(jī)制。方法收集深圳市龍崗區(qū)人民醫(yī)院2019年2月-2020年2月之間的20例健康志愿者靜脈血,體外孵育紅細(xì)胞,以不同濃度白蛋白結(jié)合的IS刺激體外培養(yǎng)的紅細(xì)胞;檢測紅細(xì)胞形態(tài)、紅細(xì)胞體積(FSC)、紅細(xì)胞膜磷脂酰絲氨酸標(biāo)記率及紅細(xì)胞內(nèi)Ca2+熒光強(qiáng)度。結(jié)果隨著硫酸吲哚酚刺激紅細(xì)胞濃度升高,實(shí)驗(yàn)組患者紅細(xì)胞體積,與對照組相比,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(plt;0.05);當(dāng)硫酸吲哚酚濃度增加時(shí),紅細(xì)胞的膜磷脂酰絲氨酸(PS)標(biāo)記率隨之增加;紅細(xì)胞內(nèi)的鈣離子熒光強(qiáng)度上升(plt;0.05)。結(jié)論硫酸吲哚酚通過誘導(dǎo)紅細(xì)胞衰亡,縮短了紅細(xì)胞的壽命,該機(jī)制可能參與了腎性貧血的發(fā)展。
關(guān)鍵詞:硫酸吲哚酚,腎性貧血,紅細(xì)胞壽命,紅細(xì)胞衰亡
中圖分類號:R692.5
文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A
文章編號:1674-9545(2023)02-0117-(04)
DOI:10.19717/j.cnki.jjun.2023.02.026
腎性貧血普遍存在于慢性腎臟?。╟hronickidneydisease,CKD)患者[1]。資料顯示,貧血是增加CKD患者心血管風(fēng)險(xiǎn)和死亡的獨(dú)立危險(xiǎn)因素[2],貧血加速了CKD病程的進(jìn)展,是導(dǎo)致CKD患者生活質(zhì)量降低的一個(gè)重要因素[3]?;颊哓氀又?,生活質(zhì)量下降。
硫酸吲哚酯(indolsulfate,IS)是色氨酸在腸道菌群作用下的代謝產(chǎn)物,是一種與蛋白高度結(jié)合的毒素,在尿毒癥患者血清濃度是正常人50~90倍[4]。血液透析難以將其清除。盡管IS廣泛參與了CKD進(jìn)展的多個(gè)環(huán)節(jié),但I(xiàn)S對腎性貧血的影響及其機(jī)制尚不明確[5]。
該研究擬體外以不同濃度IS培養(yǎng)健康紅細(xì)胞,通過觀察紅細(xì)胞形態(tài)、紅細(xì)胞表面PS外露,紅細(xì)胞內(nèi)Ca2+濃度改變,評估IS對紅細(xì)胞衰亡的影響,以及對紅細(xì)胞結(jié)構(gòu)和Ca2+代謝的影響,進(jìn)一步探討其促進(jìn)腎性貧血發(fā)展的作用機(jī)制。
1臨床資料與方法
1.1一般資料
收集深圳市龍崗區(qū)人民醫(yī)院腎內(nèi)科2019年2月-2020年2月腎性貧血住院患者40例,其中男21例,女19例。納入標(biāo)準(zhǔn):成年非吸煙健康志愿者的臨床資料,抽取外周靜脈血10ml,分離得到正常紅細(xì)胞,血常規(guī),尿常規(guī)。排除標(biāo)準(zhǔn):排除地中海貧血、G-6PD缺乏癥、自身免疫性溶血性貧血(AIHA)、骨髓增生異常綜合征(MDS)、多發(fā)性骨髓瘤(MM)、陣發(fā)性睡眠性血紅蛋白尿(PNH)等[6]。對照組40例來自深圳市龍崗區(qū)人民醫(yī)院體檢中心,其中男23例,女17例,均無貧血等疾病。所有參與對象均簽署了知情同意書,并得到了深圳市龍崗區(qū)人民醫(yī)院倫理委員會的批準(zhǔn)。
1.2實(shí)驗(yàn)材料
1.2.1實(shí)驗(yàn)材料人血白蛋白(humanserumalbumin,HSA)(美國GIBCO產(chǎn)品);Annexin-V-FITC細(xì)胞凋亡檢測試劑盒、鈣離子熒光探針(Fluo3/AM)、HBSS(Sigma公司);NaCl、KCl、MgSO4等來自晶美公司進(jìn)口分裝,其余試劑為國產(chǎn)分析純。IS濃度參考?xì)W洲尿毒素研究組(EUTox)尿毒素清單中CKD患者血清濃度[7]。血球分析儀:日本sysmex2100,流式分析儀:BD公司。
1.2.2實(shí)驗(yàn)方法①標(biāo)本采集:分別采集腎內(nèi)科患者及成年非吸煙健康志愿者清晨空腹靜脈血10mL,以3000r/min離心10min,取上清,生理鹽水反復(fù)洗滌分離得到正常紅細(xì)胞,林格液孵育紅細(xì)胞使其終濃度為0.4%紅細(xì)胞懸液,紅細(xì)胞分成4組(n=10):4%人血白蛋白組(對照組),4%人血白蛋白+IS組(62.5、125、500μmol/L)。②流式細(xì)胞儀檢測PS標(biāo)記率和紅細(xì)胞體積。③流式細(xì)胞儀檢測紅細(xì)胞內(nèi)Ca2+濃度。④全自動的血液分析儀檢測紅細(xì)胞參數(shù),具體操作嚴(yán)格按照試劑盒說明書進(jìn)行,試劑盒均購自日本sysmex公司。
1.3觀察指標(biāo)
紅細(xì)胞衰亡檢測標(biāo)準(zhǔn):流式細(xì)胞儀檢測紅細(xì)胞的體積,檢測PS標(biāo)記率,用Fluo3fluorescence法檢測細(xì)胞內(nèi)鈣離子濃度。
1.4統(tǒng)計(jì)學(xué)處理
采用SPSS20.0軟件,計(jì)數(shù)資料用[n(%)]表示并x2檢驗(yàn)、計(jì)量資料用(x-±s)表示予以t檢驗(yàn)。p<0.05表示差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
2結(jié)果
2.1紅細(xì)胞形態(tài)變化
紅細(xì)胞在相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)條件下孵育48h后,PBS洗滌,各孔加入195μLAnnexinV-FITC結(jié)合液重懸細(xì)胞,再加入5μLAnnexinV-FITC室溫避光孵育10min后1000r/min離心5min,棄上清,加入190μLAnnexinV-FITC結(jié)合液重懸細(xì)胞,激發(fā)波長488nm、發(fā)射波長530nm進(jìn)行流式細(xì)胞儀檢測PS標(biāo)記率和紅細(xì)胞體積。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),經(jīng)硫酸吲哚酚刺激,實(shí)驗(yàn)組紅細(xì)胞體積膨脹(見圖1)。
2.2硫酸吲哚酚與紅細(xì)胞壽命之間的關(guān)系
對實(shí)驗(yàn)組分析發(fā)現(xiàn),隨著硫酸吲哚酚濃度升高,紅細(xì)胞的PS標(biāo)記率增加,紅細(xì)胞內(nèi)的鈣離子熒光強(qiáng)度上升,plt;0.05,見(表1及圖2)。
與對照組比較,實(shí)驗(yàn)組經(jīng)硫酸吲哚酚體外共培養(yǎng),紅細(xì)胞內(nèi)鈣離子濃度明顯升高,并且隨著硫酸吲哚酚刺激濃度增加,紅細(xì)胞內(nèi)鈣離子濃度遞增。
3討論
腎性貧血是指指因慢性腎功能衰竭(chronicrenalfailure,CRF)所導(dǎo)致的貧血。其發(fā)生機(jī)制非常復(fù)雜,由于腎臟疾病致腎功能損害,腎臟促紅細(xì)胞生成因子和紅細(xì)胞生成素減少,以及毒素物質(zhì)干擾紅細(xì)胞的生成和代謝而導(dǎo)致的貧血。貧血加速了CKD病程的進(jìn)展,是導(dǎo)致CKD患者生活質(zhì)量降低的一個(gè)重要因素[4]。腎性貧血會增加慢性腎衰患者心血管風(fēng)險(xiǎn)、腦卒中風(fēng)險(xiǎn),影響預(yù)后。
紅細(xì)胞壽命縮短并被清除,是CKD患者貧血的重要原因之一。正常成熟紅細(xì)胞在血液循環(huán)中的壽命為70~140d,平均約為115d,而慢性腎衰竭患者紅細(xì)胞壽命僅40~60d,血液循環(huán)中衰老的RBC在通過網(wǎng)狀內(nèi)皮系統(tǒng)時(shí)被清除,詳細(xì)機(jī)制尚無定論。目前公認(rèn)的是RBC在衰老過程中,表面會出現(xiàn)一些特征性的變化[8]。例如:膜磷脂酰絲氨酸(phosphatidylserine,PS)外露。正常RBC的PS包裹于細(xì)胞膜內(nèi),隨著紅細(xì)胞的衰老,PS逐步翻轉(zhuǎn)暴露在RBC膜表面,可以被巨噬細(xì)胞識別并吞噬。近年研究還發(fā)現(xiàn)[9],紅細(xì)胞凋亡的現(xiàn)象是指紅細(xì)胞引發(fā)細(xì)胞皺縮、細(xì)胞膜囊泡化引起細(xì)胞質(zhì)膜結(jié)構(gòu)及功能的改變,導(dǎo)致紅細(xì)胞變性,脆性增加,紅細(xì)胞溶血和壽命縮短,其潛在機(jī)制包括胞內(nèi)Ca2+濃度異常升高、氧化應(yīng)激水平加劇及神經(jīng)酰胺胞內(nèi)過多堆積等。
該研究目的是探討IS影響紅細(xì)胞壽命促進(jìn)腎性貧血發(fā)展過程中的作用。CKD3~5期患者循環(huán)中紅細(xì)胞PS外露顯著增加,細(xì)胞皺縮、細(xì)胞膜囊泡化引起細(xì)胞質(zhì)膜結(jié)構(gòu)及功能的改變,研究發(fā)現(xiàn),患者紅細(xì)胞PS的外露程度與紅細(xì)胞壽命之間呈負(fù)相關(guān),提示PS在CKD患者紅細(xì)胞衰亡的發(fā)生機(jī)制中起重要作用[10]。血液透析并不能改善慢性腎衰竭患者細(xì)胞皺縮、細(xì)胞膜囊泡化引起細(xì)胞質(zhì)膜結(jié)構(gòu)及功能的改變的程度,紅細(xì)胞溶血和壽命縮短推測這些毒素可能是血透不能清除的大分子物質(zhì)或者與蛋白高度結(jié)合的小分子物質(zhì),大量研究證實(shí),過多的紅細(xì)胞凋亡參與了微循環(huán)障礙、局部血栓形成、貧血等諸多病理狀態(tài),紅細(xì)胞的內(nèi)在遺傳缺陷性、某些疾病經(jīng)內(nèi)、外途徑造成機(jī)體抗氧化機(jī)制缺陷、氧化壓力、高滲透壓、能量不足、前列腺素(PG)及血小板活化因子(PAF)的合成與釋放、補(bǔ)體活化等損傷機(jī)制均可能觸發(fā)紅細(xì)胞凋亡,從而引起不同程度的貧血癥狀及微循環(huán)障礙[11]。硫酸吲哚酚是目前臨床公認(rèn)的一種腸源性毒素,其在慢性腎臟?。–KD)患者的機(jī)體內(nèi)蓄積,廣泛參與了CKD進(jìn)展的多個(gè)環(huán)節(jié)。細(xì)胞凋亡又叫細(xì)胞編程性死亡,是受基因嚴(yán)格控制的,紅細(xì)胞衰亡(Eryptosis)之前,會出現(xiàn)類似于有核細(xì)胞凋亡的現(xiàn)象。硫酸吲哚酯(IS)是色氨酸在腸道菌群作用下的代謝產(chǎn)物,是一種與蛋白高度結(jié)合的毒素,在尿毒癥患者血清濃度是正常人50~90倍[12]。血液透析難以將其清除。盡管IS廣泛參與了CKD進(jìn)展的多個(gè)環(huán)節(jié),但I(xiàn)S對腎性貧血的影響及其機(jī)制尚不明確。該研究以IS體外共培養(yǎng)健康紅細(xì)胞,觀察到紅細(xì)胞膨脹、紅細(xì)胞表面PS外露,紅細(xì)胞內(nèi)Ca2+濃度升高,提示IS促進(jìn)紅細(xì)胞衰亡。
改研究以紅細(xì)胞壽命為切入點(diǎn),體外以不同濃度IS刺激健康紅細(xì)胞,觀察到紅細(xì)胞膨脹、紅細(xì)胞表面PS外露,紅細(xì)胞內(nèi)Ca2+濃度改變,提示IS縮短了紅細(xì)胞壽命,為深層次解讀腎性貧血提供具有指向性的、有力的數(shù)據(jù),為CKD合并貧血的治療提供新的思路。
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(責(zé)任編輯胡安娜)